美国生物圈 2 号及其研究图 1〓生物圈 2 号的外观图表 1〓〖WB〗圈内各个组成部分及结构参数一览表区域面积(m2)体积(m3)土壤(m3)水分(m3)大气(m3)集约农业区20003800027206035220居住区1000110002110997热带雨林200035000600010028900热带草原/海洋/沼泽2500490004000340041600沙漠140022000400040017600“西肺”1800150000015000“南肺”180015750075015000注:上述两“肺”的体积仅为其完全膨胀的 50%美国建于亚利桑那州图森市以北沙漠中的生物圈 2 号是一座微型人工生态循环系统,因把地球本身称作生物圈 1 号而得此名。它由美国前橄榄球运动员约翰·艾伦发起,并与几家财团联手出资,委托空间生物圈风险投资公司承建,历时 8 年,耗资 15 亿美元。1991 年 9 月 26 日 4 男 4 女共 8 名科研人员首次进驻生物圈 2 号,1993 年 6 月 26 日走出,停留共计 21 个月,在各自的研究领域内均积累了丰富的科学数据和实践经验。来自英国、墨西哥、尼泊尔、南斯拉夫和美国等 5 国的 4 男 3 女共 7 位实验人员在对首批结果进行评估并改进技术后,于 1994 年 3 月 6 日二次进驻,工作 10 个月后于 1995 年 1 月走出。他们在这期间对大气、水和废物循环利用及食物生产进行了广泛而系统的科学研究。生物圈 2 号是世界上最大的闭式人工生态系统。它使人类首次能够在整体水平上研究生态学,从而开辟了了解目前地球生物圈全球范围生态变化过程的新途径。更为重要的是,它将作为首例永久性生物再生式生保系统的地面模拟装置而有可能应用于人类未来的地外星球定居和宇宙载人探险。一、概况占地 128 公顷的生物圈 2 号的地上部分为涂有粉剂的立体钢架构型,配有双层玻璃窗板;地面部分为焊接不锈钢板,并用钢垫密封。总体积约为 180000m3。其内部主要由 7 种生态群落区和两个大气扩张室(也称作“肺”)组成。此外,还设有能量中心和冷却塔等设施。其外观及有关结构参数如表 1 和图 1 所示。为了减轻立体结构的负荷,生物圈 2 号的内部压力略高于周围大气压。众所周知,温度改变必然导致压力变化,而这种伸缩中的压力变化足以破坏玻璃窗板(计算值极易超过kPa）。为了解决这一矛盾,没有像通常那样采取抵抗压力的措施,而是为该圈装配了两个称为“肺”的体积可变室，以使大气在恒压下胀缩。两“肺”就如同巨大活塞通过密封膜连接在气缸上一样,上下垂直运动距离约达 15m。活塞重量产生相对于周围大气压...
